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        <title>安利一个Rust Game Engine：Bevy--ECS部分 - Rust 优秀博文</title>


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        <!-- Provide site root to javascript -->
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            var path_to_root = "../../";
            var default_theme = window.matchMedia("(prefers-color-scheme: dark)").matches ? "navy" : "light";
        </script>

        <!-- Work around some values being stored in localStorage wrapped in quotes -->
        <script type="text/javascript">
            try {
                var theme = localStorage.getItem('mdbook-theme');
                var sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar');

                if (theme.startsWith('"') && theme.endsWith('"')) {
                    localStorage.setItem('mdbook-theme', theme.slice(1, theme.length - 1));
                }

                if (sidebar.startsWith('"') && sidebar.endsWith('"')) {
                    localStorage.setItem('mdbook-sidebar', sidebar.slice(1, sidebar.length - 1));
                }
            } catch (e) { }
        </script>

        <!-- Set the theme before any content is loaded, prevents flash -->
        <script type="text/javascript">
            var theme;
            try { theme = localStorage.getItem('mdbook-theme'); } catch(e) { }
            if (theme === null || theme === undefined) { theme = default_theme; }
            var html = document.querySelector('html');
            html.classList.remove('no-js')
            html.classList.remove('light')
            html.classList.add(theme);
            html.classList.add('js');
        </script>

        <!-- Hide / unhide sidebar before it is displayed -->
        <script type="text/javascript">
            var html = document.querySelector('html');
            var sidebar = 'hidden';
            if (document.body.clientWidth >= 1080) {
                try { sidebar = localStorage.getItem('mdbook-sidebar'); } catch(e) { }
                sidebar = sidebar || 'visible';
            }
            html.classList.remove('sidebar-visible');
            html.classList.add("sidebar-" + sidebar);
        </script>

        <nav id="sidebar" class="sidebar" aria-label="Table of contents">
            <div class="sidebar-scrollbox">
                <ol class="chapter"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">1.</strong> 类型系统</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Rust_Concept_Clarification_Deref_vs_AsRef_vs_Borrow_vs_Cow/Rust_Concept_Clarification_Deref_vs_AsRef_vs_Borrow_vs_Cow.html"><strong aria-hidden="true">1.1.</strong> Rust Concept Clarification Deref vs AsRef vs Borrow vs Cow</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Rust_Concept_Clarification_Deref_vs_AsRef_vs_Borrow_vs_Cow/Deref_AsRef_Borrow_Cow释义.html"><strong aria-hidden="true">1.2.</strong> Deref AsRef Borrow Cow 释义</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Rust的Borrow和AsRef：让你的代码用起来像呼吸一样自然/Rust的Borrow和AsRef：让你的代码用起来像呼吸一样自然.html"><strong aria-hidden="true">1.3.</strong> Rust的Borrow和AsRef：让你的代码用起来像呼吸一样自然</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Rust的Cow类型有什么用？详解Cow及其用途/Rust的Cow类型有什么用？详解Cow及其用途.html"><strong aria-hidden="true">1.4.</strong> Rust的Cow类型有什么用？详解Cow及其用途</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/判别Fn、FnMut、FnOnce的标准/判别Fn、FnMut、FnOnce的标准.html"><strong aria-hidden="true">1.5.</strong> 判别Fn、FnMut、FnOnce的标准</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/一行代码告诉你内部可变性的真相(UnsafeCell)/一行代码告诉你内部可变性的真相(UnsafeCell).html"><strong aria-hidden="true">1.6.</strong> 一行代码告诉你内部可变性的真相(UnsafeCell)</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Tour_of_Rust's_Standard_Library_Traits/Tour_of_Rust's_Standard_Library_Traits.html"><strong aria-hidden="true">1.7.</strong> Tour of Rust's Standard Library Traits</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/逆变、协变与子类型，以及Rust/逆变、协变与子类型，以及Rust.html"><strong aria-hidden="true">1.8.</strong> 逆变、协变与子类型，以及Rust</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Rust自引用结构、Pin与Unpin/Rust自引用结构、Pin与Unpin.html"><strong aria-hidden="true">1.9.</strong> Rust自引用结构、Pin与Unpin</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/为什么Rust需要Pin,Unpin/为什么Rust需要Pin,Unpin.html"><strong aria-hidden="true">1.10.</strong> 译：为什么 Rust 需要 Pin, Unpin ？</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/定海神针Pin和Unpin/定海神针Pin和Unpin.html"><strong aria-hidden="true">1.11.</strong> 译：定海神针 Pin 和 Unpin</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/sizedness-in-rust/sizedness-in-rust.html"><strong aria-hidden="true">1.12.</strong> Sizedness in Rust</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/Rust生命周期集大成者PhantomData〈T〉/Rust生命周期集大成者PhantomData〈T〉.html"><strong aria-hidden="true">1.13.</strong> Rust生命周期集大成者 PhantomData&lt;T&gt;</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操_Part_0.html"><strong aria-hidden="true">1.14.</strong> 数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操 Part 0</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：GAT实现引用类型关联_Part_1.html"><strong aria-hidden="true">1.15.</strong> 数据库表达式执行的黑魔法：GAT实现引用类型关联 Part 1</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：用HRTB写bound_Part_2.html"><strong aria-hidden="true">1.16.</strong> 数据库表达式执行的黑魔法：用HRTB写bound Part 2</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操之用宏展开重复代码_Part_3_&_4.html"><strong aria-hidden="true">1.17.</strong> 数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操之用宏展开重复代码 Part 3 & 4</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：与Rust编译器斗智斗勇之表达式向量化_Part_5_&_6.html"><strong aria-hidden="true">1.18.</strong> 数据库表达式执行的黑魔法：与Rust编译器斗智斗勇之表达式向量化 Part 5 & 6</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../01_类型系统/数据库表达式执行的黑魔法：用Rust做类型体操/数据库表达式执行的黑魔法：在Rust中用宏关联逻辑类型和实际类型_Part_7.html"><strong aria-hidden="true">1.19.</strong> 数据库表达式执行的黑魔法：在Rust中用宏关联逻辑类型和实际类型 Part 7</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">2.</strong> 生命周期</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/Rust中的生命周期——从StrSplit实例说开去/Rust中的生命周期——从StrSplit实例说开去.html"><strong aria-hidden="true">2.1.</strong> Rust中的生命周期——从StrSplit实例说开去</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/与ChatGPT深度对话来学Rust生命周期/与ChatGPT深度对话来学Rust生命周期.html"><strong aria-hidden="true">2.2.</strong> 与ChatGPT深度对话来学Rust生命周期</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/进击的Rust生命周期——early_bound与late_bound（1）/进击的Rust生命周期——early_bound与late_bound（1）.html"><strong aria-hidden="true">2.3.</strong> 进击的Rust生命周期——early_bound与late_bound（1）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/进击的Rust生命周期——early_bound与late_bound（2）/进击的Rust生命周期——early_bound与late_bound（2）.html"><strong aria-hidden="true">2.4.</strong> 进击的Rust生命周期——early_bound与late_bound（2）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/进击的Rust生命周期——一力降十会的MIR（1）/进击的Rust生命周期——一力降十会的MIR（1）.html"><strong aria-hidden="true">2.5.</strong> 进击的Rust生命周期——一力降十会的MIR（1）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/进击的Rust生命周期——一力降十会的MIR（2）/进击的Rust生命周期——一力降十会的MIR（2）.html"><strong aria-hidden="true">2.6.</strong> 进击的Rust生命周期——一力降十会的MIR（2）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/Common_Rust_Lifetime_Misconceptions/Common_Rust_Lifetime_Misconceptions.html"><strong aria-hidden="true">2.7.</strong> Common Rust Lifetime Misconceptions</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../02_生命周期/Rust生命周期常见误区/Rust生命周期常见误区.html"><strong aria-hidden="true">2.8.</strong> 译：Rust生命周期常见误区</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">3.</strong> 无畏并发</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/简单写个Rust无锁队列/简单写个Rust无锁队列.html"><strong aria-hidden="true">3.1.</strong> 简单写个Rust无锁队列</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/进击的Rust多线程——混合自旋锁/进击的Rust多线程——混合自旋锁.html"><strong aria-hidden="true">3.2.</strong> 进击的Rust多线程——混合自旋锁</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/An_unsafe_tour_of_Rust's_Send_and_Sync/An_unsafe_tour_of_Rust's_Send_and_Sync.html"><strong aria-hidden="true">3.3.</strong> An unsafe tour of Rust's Send and Sync</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/进击的Rust多线程——Send与Sync/进击的Rust多线程——Send与Sync.html"><strong aria-hidden="true">3.4.</strong> 进击的Rust多线程——Send与Sync</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/进击的Rust多线程——离经叛道的PhantomData/进击的Rust多线程——离经叛道的PhantomData.html"><strong aria-hidden="true">3.5.</strong> 进击的Rust多线程——离经叛道的PhantomData</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/Rust_Async_Pin概念解析/Rust_Async_Pin概念解析.html"><strong aria-hidden="true">3.6.</strong> Rust Async: Pin概念解析</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/Rust和C++的并发库对比/Rust和C++的并发库对比.html"><strong aria-hidden="true">3.7.</strong> 译：Rust 和 C++ 的并发库对比</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../05_无畏并发/Rust原子类型和内存排序/Rust原子类型和内存排序.html"><strong aria-hidden="true">3.8.</strong> Rust原子类型和内存排序</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">4.</strong> 网络编程</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../06_网络编程/从编解码层面理解WebSocket_手写一个WebSocket/从编解码层面理解WebSocket_手写一个WebSocket.html"><strong aria-hidden="true">4.1.</strong> 从编解码层面理解WebSocket 手写一 个WebSocket</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../06_网络编程/透过Rust探索系统的本原：网络篇/透过Rust探索系统的本原：网络篇.html"><strong aria-hidden="true">4.2.</strong> 透过Rust探索系统的本原：网络篇</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">5.</strong> 轮子系列</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/700行Rust写一个内存分配器/700行Rust写一个内存分配器.html"><strong aria-hidden="true">5.1.</strong> 700行Rust写一个内存分配器</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/Rust：网络库的实现思路/Rust：网络库的实现思路.html"><strong aria-hidden="true">5.2.</strong> Rust：网络库的实现思路</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/Rust异步运行时基础部件/Rust异步运行时基础部件.html"><strong aria-hidden="true">5.3.</strong> Rust异步运行时基础部件</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/使用Rust+epoll编写异步IO框架/使用Rust+epoll编写异步IO框架（1）.html"><strong aria-hidden="true">5.4.</strong> 使用Rust+epoll编写异步IO框架（1）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/使用Rust+epoll编写异步IO框架/使用Rust+epoll编写异步IO框架（2）.html"><strong aria-hidden="true">5.5.</strong> 使用Rust+epoll编写异步IO框架（2）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/使用Rust+epoll编写异步IO框架/使用Rust+epoll编写异步IO框架（3）.html"><strong aria-hidden="true">5.6.</strong> 使用Rust+epoll编写异步IO框架（3）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/用rust从零开发一套web框架/用rust从零开发一套web框架：day1.html"><strong aria-hidden="true">5.7.</strong> 用rust从零开发一套web框架：day1</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/用rust从零开发一套web框架/用rust从零开发一套web框架：day2.html"><strong aria-hidden="true">5.8.</strong> 用rust从零开发一套web框架：day2</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/用rust从零开发一套web框架/用rust从零开发一套web框架：day3.html"><strong aria-hidden="true">5.9.</strong> 用rust从零开发一套web框架：day3</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/用rust从零开发一套web框架/用rust从零开发一套web框架：day4.html"><strong aria-hidden="true">5.10.</strong> 用rust从零开发一套web框架：day4</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../07_轮子系列/用rust从零开发一套web框架/用rust从零开发一套web框架：day5.html"><strong aria-hidden="true">5.11.</strong> 用rust从零开发一套web框架：day5</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">6.</strong> 奇技淫巧</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/Copy-On-Write是不是优化？/Copy-On-Write是不是优化？.html"><strong aria-hidden="true">6.1.</strong> 译：Copy-On-Write是不是优化？</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/揭秘神奇的Rust_Axum风格的函数实现/揭秘神奇的Rust_Axum风格的函数实现.html"><strong aria-hidden="true">6.2.</strong> 译：揭秘神奇的 Rust Axum 风格的函数实现</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/“变长参数”函数与回调/“变长参数”函数与回调.html"><strong aria-hidden="true">6.3.</strong> “变长参数”函数与回调</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/Rust字符串格式化的幕后：format_args!()/Rust字符串格式化的幕后：format_args!().html"><strong aria-hidden="true">6.4.</strong> 译：Rust字符串格式化的幕后：format_args!()</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/给Rust带来一点C++特产/给Rust带来一点C++特产.html"><strong aria-hidden="true">6.5.</strong> 给Rust带来一点C++特产</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/一步步实现_Rust_Bevy_ECS_的_System_简化版本/一步步实现_Rust_Bevy_ECS_的_System_简化版本.html"><strong aria-hidden="true">6.6.</strong> 一步步实现 Rust Bevy ECS 的 System 简化版本</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../08_奇技淫巧/Exploring_Design_Patterns_in_Rust_with_Algorithmic_Trading_Examples/Exploring_Design_Patterns_in_Rust_with_Algorithmic_Trading_Examples.html"><strong aria-hidden="true">6.7.</strong> Exploring Design Patterns in Rust with Algorithmic Trading Examples</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">7.</strong> 源码分析</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust并发：bytes源码分析/Rust并发：bytes源码分析.html"><strong aria-hidden="true">7.1.</strong> Rust并发：bytes源码分析</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust并发：标准库Arc源码分析/Rust并发：标准库Arc源码分析.html"><strong aria-hidden="true">7.2.</strong> Rust并发：标准库Arc源码分析</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust并发：标准库sync_Once源码分析/Rust并发：标准库sync_Once源码分析.html"><strong aria-hidden="true">7.3.</strong> Rust并发：标准库sync::Once源码分析</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust源码阅读：引用计数Rc/Rust源码阅读：引用计数Rc.html"><strong aria-hidden="true">7.4.</strong> Rust源码阅读：引用计数Rc</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust源码阅读：Cell、RefCell与内部可变性/Rust源码阅读：Cell、RefCell与内部可变性.html"><strong aria-hidden="true">7.5.</strong> Rust源码阅读： Cell、RefCell与内部可变性</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/关于_Rust_的_UnsafeCell、Cell_与_RefCell/关于_Rust_的_UnsafeCell、Cell_与_RefCell.html"><strong aria-hidden="true">7.6.</strong> 关于 Rust 的 UnsafeCell、Cell 与 RefCell</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust_Async_async-stream源码分析/Rust_Async_async-stream源码分析.html"><strong aria-hidden="true">7.7.</strong> Rust Async: async-stream源码分析</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/走进Tokio的异步世界/走进Tokio的异步世界.html"><strong aria-hidden="true">7.8.</strong> 走进 Tokio 的异步世界</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/tokio.rs_runtime的实现/tokio.rs_runtime的实现.html"><strong aria-hidden="true">7.9.</strong> tokio.rs runtime 的实现</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Tokio_internals/Tokio_internals.html"><strong aria-hidden="true">7.10.</strong> Tokio internals</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Tokio_internals/译文：Tokio內部机制.html"><strong aria-hidden="true">7.11.</strong> 译：Tokio 内部机制</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Rust_Axum_HTTP_框架的架构分析/Rust_Axum_HTTP_框架的架构分析.html"><strong aria-hidden="true">7.12.</strong> Rust Axum HTTP 框架的架构分析</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/安利一个Rust_Game_Engine：Bevy--ECS部分/安利一个Rust_Game_Engine：Bevy--ECS部分.html" class="active"><strong aria-hidden="true">7.13.</strong> 安利一个Rust Game Engine：Bevy--ECS部分</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../09_源码分析/Tokio_解析之任务调度/Tokio_解析之任务调度.html"><strong aria-hidden="true">7.14.</strong> Tokio 解析之任务调度</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">8.</strong> 生态观察</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../11_生态观察/Rust_web_frameworks_have_subpar_error_reporting/Rust_web_frameworks_have_subpar_error_reporting.html"><strong aria-hidden="true">8.1.</strong> Rust web frameworks have subpar error reporting</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../11_生态观察/SeaORM：要做Rust版本的ActiveRecord/SeaORM：要做Rust版本的ActiveRecord.html"><strong aria-hidden="true">8.2.</strong> SeaORM：要做Rust版本的ActiveRecord</a></li></ol></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../empty.html"><strong aria-hidden="true">9.</strong> 死灵终极</a></li><li><ol class="section"><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_总述.html"><strong aria-hidden="true">9.1.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 总述</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_0.html"><strong aria-hidden="true">9.2.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 0</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_1.html"><strong aria-hidden="true">9.3.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 1</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_2.html"><strong aria-hidden="true">9.4.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 2</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_3.html"><strong aria-hidden="true">9.5.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 3</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_4.html"><strong aria-hidden="true">9.6.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 4</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译/Learn_Rust_the_Dangerous_Way_系列文章翻译_5.html"><strong aria-hidden="true">9.7.</strong> 译：Learn Rust the Dangerous Way 5</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Unsafe_Rust_随堂小测/Unsafe_Rust_随堂小测（一）.html"><strong aria-hidden="true">9.8.</strong> Unsafe Rust 随堂小测（一）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Unsafe_Rust_随堂小测/Unsafe_Rust_随堂小测（二）.html"><strong aria-hidden="true">9.9.</strong> Unsafe Rust 随堂小测（二）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Unsafe_Rust_随堂小测/Unsafe_Rust_随堂小测（三）.html"><strong aria-hidden="true">9.10.</strong> Unsafe Rust 随堂小测（三）</a></li><li class="chapter-item expanded "><a href="../../12_死灵终极/Unsafe_Rust_随堂小测/Unsafe_Rust_随堂小测参考答案.html"><strong aria-hidden="true">9.11.</strong> Unsafe Rust 随堂小测参考答案</a></li></ol></li></ol>
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                    <main>
                        <h1 id="安利一个rust-game-enginebevy--ecs部分"><a class="header" href="#安利一个rust-game-enginebevy--ecs部分">安利一个Rust Game Engine：Bevy--ECS部分</a></h1>
<p>原文：<a href="https://zhuanlan.zhihu.com/p/356881497">https://zhuanlan.zhihu.com/p/356881497</a></p>
<p>作者：<a href="https://www.zhihu.com/people/wang-wen-tao-70">窝窝头</a></p>
<p>最近发现了一个社区超火的游戏引擎Bevy，该引擎由rust写成，在社区的热度很高，并且几乎以每个月一个大版本的高速度更新：</p>
<p><a href="https://link.zhihu.com/?target=https%3A//bevyengine.org/news/bevy-0-4/">Bevy - Bevy 0.4bevyengine.org/news/bevy-0-4/<img src="https://picx.zhimg.com/v2-64145b08e40a95ed29724d6ebf420303_180x120.jpg" alt="img" /></a></p>
<p>之所以热度这么高，是因为Bevy完整实践了时下比较热门的data-driven开发理念， 也就是ECS模式。相比于其他架构比较老的开源引擎，比如Godot等，Bevy有一整套的从造轮子到游戏开发落地的ECS开发模式。而和商业引擎相比，Bevy的历史包袱也很少，不用像unity的DOTS开发一样还需要兼容传统的GameObject模式。此外，得益于Rust语言强大的表达能力，整个引擎在接口上看起来比用C++造的那些data-driven的轮子要简洁明了的多，本文就打算系统的分析下Bevy的ECS实现，以达到安利更多人入坑的目的。</p>
<h2 id="常用的ecs数据结构"><a class="header" href="#常用的ecs数据结构">常用的ECS数据结构</a></h2>
<p>在讲Bevy的ECS实现之前先整理下ECS常用的一些数据结构。</p>
<p>DOD编程的基本准则其实很简单，也就是把我们的数据尽量按照访问顺序在内存中连续排布，当然，追求完全连续也是不必要的，因为CPU的Cache line大小是固定的。在游戏开发过程中，我们对于GameObject/Entity上关联的ComponentData的访问一般有三种模式：</p>
<ul>
<li>遍历：这个是游戏引擎内部System最常使用的一种访问模式，如遍历所有的meshcomponent生成渲染数据。</li>
<li>随机访问：根据Entity的ID/handle访问相应的ComponentData。</li>
<li>其他访问模式：例如间接访问，反向查找等。</li>
</ul>
<p>最简单的契合ECS设计的数据结构就是数组或者Vector了。不过对于任何一个游戏系统来说Vector类肯定都是不够用的。因为ECS的核心思想是用组合代替继承，Vector是很难处理Component的组合存储问题。</p>
<p><img src="assets/0010.jpg" alt="" /></p>
<p>如图，我们有Pos 和Velocity两个Component的Vector，但是实际上引擎里一般是按照两个Component一起遍历访问的，这时候不管按照哪个Vector来访问都会有访存上的问题，实际上，解决这个问题的方法就是，我们需要一个范式来表示我们访问数据的模式，在Bevy里，这种范式叫做ArcheType:</p>
<pre><pre class="playground"><code class="language-rust"><span class="boring">#![allow(unused)]
</span><span class="boring">fn main() {
</span>Struct bevy_ecs::Archetype
<span class="boring">}
</span></code></pre></pre>
<p>其实现也很简单，就是把拥有相同Component组合的Entities，放在一起管理，一般是用某种类数组的数据结构存储这些数据。ArcheType的类型是由开发APP的时候定义的，保证APP中按照定义的ArcheType访问数据是容易做到的。所以ArcheType的遍历是很高效的，不会受到内存访问上的困扰。</p>
<p>ArcheType也并不是完全Free的解决方案，把数据按照Component组合的方式管理的结果就是ECS开发中常用的Add/Remove Component操作就会变得比较昂贵，当对一个Entity进行了添加组件的操作之后，他的Archetype自然也产生了改变，必须把之前的数据Copy到内存中的另一个地方。</p>
<p><img src="assets/0020.jpg" alt="" /></p>
<p>ArcheType只是解决了ECS开发中的Component组合问题，实际上游戏开发中处理数据还需要解决的一个问题就是数据的添加删除，游戏会随着运行时间的增长删除销毁越来越多的东西，而对于Vector类的连续容器来说，如果只是简单的删除元素，会在内存中产生空洞，破坏数据的局部性，而如果使用Back-Swap erase，则会造成数据指针的不稳定。因此在ECS中一般会使用一个能兼顾entity查找稳定性和数据连续性的容器结构，在Bevy中这个实现叫做SparseSet，其原理也很简单，就是在内部维护两个array，一个会产生空洞的用于按照entity查找，另一个则是真正的数据存储；如图。</p>
<p><img src="assets/0030.jpg" alt="" /></p>
<p>Bevy中的SparseSet实现：</p>
<pre><code class="language-text">pub struct SparseSet&lt;I, V: 'static&gt; {
 dense: Vec&lt;V&gt;,
 indices: Vec&lt;I&gt;,
 sparse: SparseArray&lt;I, usize&gt;,
}
</code></pre>
<h2 id="bevy-ecs模块"><a class="header" href="#bevy-ecs模块">Bevy ECS模块</a></h2>
<p>有了以上知识后我们就可以来看下Bevy引擎的整体ECS实现了，得益于Rust良好的模块化功能，我们只要看Bevy_ECS这个crate的代码就行了，Bevy的ECS实现分为以下几个部分：</p>
<ul>
<li><strong>Component</strong></li>
</ul>
<p>Component可以是任意的Rust struct，
在bevy中，Component用一个trait（特征，用于表示行为上的约束）来表示：</p>
<pre><code class="language-text">pub trait Component: Send + Sync + 'static {}
</code></pre>
<p>Send +Sync的约束表示Component的结构体可以跨线程传输，而'static是一个生命周期标注，表示包含Component的数据结构具有全局static的生命周期，这也很好理解，因为我们需要hold Component的ArcheType数据表等数据结构一般都是静态的单例。</p>
<p>此外，Bevy还实现了一些功能用于存储Component的memory layout等信息，其目的是用于构造/析构Component。</p>
<p>在游戏的开发中，除了运行时数据之外，还有很大一部分数据是游戏的资源Resource，这部分数据在Bevy中用一类特殊的ResouceComponent来表示，这部分Component在内存中会有单独的存放区域。</p>
<ul>
<li><strong>Entity：</strong></li>
</ul>
<p>只是一个UInt32的Id，用于表示游戏中的一个Object。</p>
<ul>
<li><strong>Storage：</strong></li>
</ul>
<p>数据存储部分，也就是前文分析的各种数据结构的实现。storage部分是ECS系统的核心，该部分的实现直接决定了整个游戏的数据存储和数据访问的速度。Bevy基本上采用了类似ArcheType的实现，不过做了小小的改动，Bevy把ECS的存储结构体叫做Table。其用意大概来自于table分为行和列，每个table的Column存储了相同Component布局的数据，而每个table的Row则存储了拥有这些Components的Entity列表：</p>
<pre><code class="language-cpp">pub struct Table {
 columns: SparseSet&lt;ComponentId, Column&gt;,
 entities: Vec&lt;Entity&gt;,
 archetypes: Vec&lt;ArchetypeId&gt;,
 grow_amount: usize,
 capacity: usize,
}
</code></pre>
<p>从Table的定义可以看出，Table的核心存储是一个结构体<strong>Column</strong>的稀疏数组，以及我们添加到这个Table的所有entity的数组。这里我们在再看下Column的具体实现：</p>
<pre><code class="language-cpp">pub struct Column {
 pub(crate) component_id: ComponentId,
 pub(crate) data: BlobVec,
 pub(crate) flags: UnsafeCell&lt;Vec&lt;ComponentFlags&gt;&gt;,
}
</code></pre>
<p>前文说过，每个archetype的真正数据是存储在一个类似在Vector的数据结构里，也就是这里的BlobVec，由于Rust语言没有C意义上的指针，而Rust的Vec只能存单一的数据类型。 因此Bevy自己实现了一个BlobVec用于表示任意类型的数据：</p>
<pre><code class="language-cpp">pub struct BlobVec {
 item_layout: Layout,
 capacity: usize,
 len: usize,
 data: UnsafeCell&lt;NonNull&lt;u8&gt;&gt;,
 swap_scratch: UnsafeCell&lt;NonNull&lt;u8&gt;&gt;,
 drop: unsafe fn(*mut u8),
}
</code></pre>
<p>从定义可以看出，BlobVec实际上是一个unsigned8的无类型数组，这里Bevy使用了<a href="https://link.zhihu.com/?target=https%3A//doc.rust-lang.org/beta/std/cell/struct.UnsafeCell.html">UnsafeCell</a>，这是Rust智能指针的一种，用于表示需要具有内部可变性的数据（因为我们需要增长/删除实际的data数组，所以我们需要它具有可变性）。</p>
<ul>
<li><strong>System</strong></li>
</ul>
<p>System可以是任意操作ECS数据的Rust函数，也就是操作Rust component的函数，Bevy提供了将任意符合约束的函数转换为system的功能。</p>
<pre><code class="language-cpp">pub trait IntoSystem&lt;Params, SystemType: System&gt; {
 fn system(self) -&gt; SystemType;
}
</code></pre>
<p>除了那些只运行一次的System，例如SpawnSystem之外，大部分游戏的System都会在游戏的每帧Tick时运行，Bevy定义了若干个Stage来对应每帧的System执行顺序，只要在调用ToSystem（）方法将Stage参数填上，Bevy就可以自动通过Scheduler保证System的执行顺序：</p>
<pre><code class="language-text">pub enum CoreStage {
    /// Runs once at the beginning of the app.
 Startup,
    /// Name of app stage that runs before all other app stages
 First,
    /// Name of app stage that runs before EVENT
 PreEvent,
    /// Name of app stage that updates events. Runs before UPDATE
 Event,
    /// Name of app stage responsible for performing setup before an update. Runs before UPDATE.
 PreUpdate,
    /// Name of app stage responsible for doing most app logic. Systems should be registered here by default.
 Update,
    /// Name of app stage responsible for processing the results of UPDATE. Runs after UPDATE.
 PostUpdate,
    /// Name of app stage that runs after all other app stages
 Last,
}
</code></pre>
<p>举例来说，PhysicSystem和CollisionSystem的更新就必须在Event之外，因为它们会产生碰撞之类的事件，改变最后RenderSystem所用的数据，而RenderSystem一般是在Event和PreUpdate阶段的System都执行完才执行，因为RenderSystem需要等待所有影响渲染数据的操作完成。</p>
<ul>
<li><strong>Schedule</strong></li>
</ul>
<p>在Bevy的约定中，所有对于ECS的操作都是高度并行并且Job化的，Bevy提供了一个Scheduler来完成这个工作。为了达到这个目的，编程者的所有操作都必须符合Bevy定义的Command约束：</p>
<pre><code class="language-cpp">pub trait Command: Send + Sync + 'static {
 fn write(self: Box&lt;Self&gt;, world: &amp;mut World);
}
</code></pre>
<p>从上面可以看出Bevy的Command就是对World操作的一个函数。所有操作ECS的System，也就是满足约束的函数，最终都会生成相应的Command，加入到Scheduler中。而Scheduler就是Run所有Command的一个地方。一个Bevy游戏的入口，也是从Schedule的run函数开始的</p>
<pre><code class="language-cpp">impl Stage for Schedule {
 fn run(&amp;mut self, world: &amp;mut World) ;
}
</code></pre>
<ul>
<li><strong>World</strong></li>
</ul>
<p>了解了Storage的实现方式，再理解World就比较简单的，World相当于是Tables的集合，World是编程者与真正数据主要交互的地方，其提供了接口来实现Component的添加/删除/遍历等操作。这就是为什么所有Command的约束都是mut world的原因。</p>
<h2 id="实际例子"><a class="header" href="#实际例子">实际例子</a></h2>
<p>通过上文描述我们可以总结出Bevy的ECS实现的特点：首先是简单，和UE4这样的动则继承几十层的引擎相比，Bevy的设计模式可以让开发者直接思考要操控的数据。</p>
<p>其次，高效率，除了内存布局上的高效率之外，Bevy保证了编程者只需要开发一个个的函数System，而调度完全通过Schedule+Command的模式完成，这样就保证了游戏是高度并行化的。</p>
<p>最后，ECS的高度解耦特性，决定了引擎的模块化程度很高，因为添加一个插件，只是注册若干个新的system和一些新类型的资源而已，十分方便。实际上Bevy任何一个APP都是用Add_Plugin()函数注册到APP系统的。</p>
<p>看一个Bevy实际的例子:</p>
<pre><code class="language-text">fn main() {
 App::build()
        .add_plugins(DefaultPlugins)
        .add_startup_system(spawn_system.system())
        .add_system(move_system.system())
        .add_system(bounce_system.system())
        .run();
}
</code></pre>
<p>相比于传统引擎很容易陷入各种无数的细节和深深的继承中难以自拔的情况，Bevy的设计模式自带解耦特性可以让开发者只管好自己部分的system实现情况，对于Gameplay开发这种需要堆人力，堆功能的开发，相当友好。</p>
<p>最后上点参考资料. Bevy目前虽然有个比较好的基础架构，但是很多功能还是比较缺，是各路cpp程序员参与开发的好时机。</p>
<p>参考资料：</p>
<ol>
<li>Bevy官网:<a href="https://link.zhihu.com/?target=https%3A//bevyengine.org/">Bevy - A data-driven game engine built in Rust</a></li>
<li>AwesomeBevy-Bevy例子工程集合：<a href="https://link.zhihu.com/?target=https%3A//github.com/bevyengine/awesome-bevy">bevyengine/awesome-bevy</a></li>
<li>Bevy API Docs：<a href="https://link.zhihu.com/?target=https%3A//docs.rs/bevy/0.4.0/bevy/">bevy - Rust</a></li>
</ol>
<p>编辑于 2021-03-22 12:21</p>

                    </main>

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